專利名稱：分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能光熱鏡場，尤指一種分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的已建塔式聚光太陽能發(fā)電站目前在世界上為數(shù)遠沒有太陽能光伏電站數(shù)量多，但其成本低的優(yōu)勢十分明顯，未來發(fā)展有可能超過光伏發(fā)電，其收集光的系統(tǒng)包括聚光太陽能發(fā)電鏡場和聚光塔，以北半球為例，鏡場和聚光塔大都為一南一北走向，即聚光塔建造在正南面，而鏡場則分布于聚光塔的正北區(qū)域；太陽能為間歇式能源，一天的不同時段和一年內(nèi)的不同季節(jié)所輻射的能量相差巨大。就每天來說，中午前后輻射量最強，發(fā)電功率最大，而上下午就要降低不少，早晚就更差。然而，電網(wǎng)的需求及要求是盡量均衡發(fā)電。如 此，就需要將上、下、中午的發(fā)電量高峰適當(dāng)延長，而采用儲電或儲熱的解決辦法成本和運行的代價又高，不一定適宜實行，因此就需要盡量在現(xiàn)有條件下盡量解決。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、基本不用添加其他任何設(shè)備，通過鏡場位置排布來達到均衡發(fā)電高峰的目的的分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場，包括分布于北部區(qū)域的鏡場和分布于南部區(qū)域的聚光塔，其中，鏡場包括東鏡場和西鏡場，東鏡場位于聚光塔的東北方向，西鏡場位于聚光塔的西北方向；或者包括分布于南部區(qū)域的鏡場和分布于北部區(qū)域的聚光塔，其中，鏡場包括東鏡場和西鏡場，東鏡場位于聚光塔的東南方向，西鏡場位于聚光塔的西南方向；東鏡場和西鏡場均包括若干個反射鏡，東鏡場和西鏡場中的大部分反射鏡的反射時段錯開設(shè)置，鏡場在一天的光照時間內(nèi)形成兩個或多個反射高峰，以使得聚光塔一天內(nèi)形成兩個或多個光熱轉(zhuǎn)換高峰來延長熱量利用時間。進一步，所述東鏡場和西鏡場以經(jīng)過所述聚光塔的南北軸線為對稱線，對稱分布在該南北軸線的兩側(cè)。進一步，所述東鏡場包括若干個東鏡場單元，所述西鏡場包括若干個西鏡場單元，各個單元中均設(shè)置有若干個所述反射鏡，并且東鏡場單元和西鏡場單元成對對稱設(shè)置。進一步，所述反射鏡采用小角度反射模式。進一步，所述反射鏡為平面反射鏡或曲面反射鏡。進一步，若干個所述反射鏡呈扇形形狀排列。進一步，所述東鏡場和西鏡場同時共用一個所述聚光塔或由若干個聚光塔組成的陣列。本實用新型通過對太陽反光鏡陣列分布的適當(dāng)設(shè)計、布局使發(fā)電量隨時間相對穩(wěn)定均勻，可以比較合理的將一般鏡場的光熱轉(zhuǎn)換單一峰值變?yōu)槎噻R場陣列分布的多峰值，延長相對的光熱轉(zhuǎn)換峰值時間間隔，使熱發(fā)電機組工作時間隨之延長、發(fā)電量均勻，并且免去了一定數(shù)量的儲熱設(shè)備。

圖I為大反射角示意圖；圖2為小反射角示意圖；圖3為常規(guī)鏡場和聚光塔分布示意圖；圖4為本實用新型鏡場和聚光塔分布示意圖；圖5光熱轉(zhuǎn)換峰值隨時間比較說明圖； 圖6鏡場、太陽方向夾角與光熱轉(zhuǎn)換總功率關(guān)系說明圖。
具體實施方式
下面，參考附圖，對本實用新型進行更全面的說明，附圖中示出了本實用新型的示例性實施例。然而，本實用新型可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實施例。而是，提供這些實施例，從而使本實用新型全面和完整，并將本實用新型的范圍完全地傳達給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。應(yīng)用原理I、反射角與反射率如圖I、圖2所示，為反射角與功率比較示意圖，箭頭所示光線由太陽4射到反射鏡8上發(fā)生反射，隨后射到聚光塔I上的相應(yīng)固定位置，入射、反射光線形成一定夾角。根據(jù)光線的鏡面反射率與角度成反比原理，在圖I、圖2所示的兩種情況下，圖I的反射角a大于圖2的反射角P，所以圖2的陽光反射率大于圖I的陽光反射率。2、光熱轉(zhuǎn)換錯峰如附圖3所示，其中箭頭S表示方位為南向，太陽4位于聚光塔I的南面，此為中午時分，(圖3)聚光塔I的北面為常規(guī)鏡場6呈現(xiàn)單一區(qū)域分布，大部分反射鏡是小角度反射，聚光效果最好，但只是中午一段時間，與午前午后的落差巨大，不利于均衡發(fā)電。相反的如圖4所示，在其他條件一樣時，聚光塔I的正北面鏡場被劃分為一對區(qū)域一側(cè)為西鏡場3，另一側(cè)為東鏡場2，兩區(qū)域大部分反射鏡的小角度反射時段被錯開，光熱轉(zhuǎn)換高峰也隨之錯開，東鏡場2的高峰在午前，而西鏡場3的高峰在午后，使單峰變成錯開時間的雙峰，有效減小峰值落差，同時延長高峰光熱轉(zhuǎn)換時間間隔。如圖4所示，本實用新型分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場可應(yīng)用在南半球或北半球。應(yīng)用于北半球時，本實用新型分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場，包括分布于北部區(qū)域的鏡場和分布于南部區(qū)域的聚光塔I，其中，鏡場包括東鏡場2和西鏡場3,東鏡場2位于聚光塔I的東北方向，西鏡場3位于聚光塔I的西北方向，東鏡場2和西鏡場3以經(jīng)過聚光塔I的南北軸線為對稱線，對稱分布在該南北軸線的兩側(cè)。應(yīng)用于南半球時，本實用新型分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場，包括分布于南部區(qū)域的鏡場和分布于北部區(qū)域的聚光塔I，其中，鏡場包括東鏡場2和西鏡場3,東鏡場2位于聚光塔I的東南方向，西鏡場3位于聚光塔I的西南方向，東鏡場2和西鏡場3以經(jīng)過聚光塔I的南北軸線為對稱線，對稱分布在該南北軸線的兩側(cè)。東鏡場2和西鏡場3同時共用一個聚光塔I或由若干個聚光塔I組成的陣列。東鏡場2可包括若干個東鏡場單元，西鏡場3可包括若干個西鏡場單元，各個單元中均設(shè)置有若干個反射鏡8，并且東鏡場2單元和西鏡場3單元成對對稱設(shè)置。東鏡場2和西鏡場3中的大部分反射鏡8的反射時段錯開設(shè)置,鏡場在一天的光照時間內(nèi)形成兩個或多個反射高峰，以使得聚光塔一天內(nèi)形成兩個或多個光熱轉(zhuǎn)換高峰來
延長熱量利用時間。本實用新型中，反射鏡8采用小角度反射模式，反射鏡8為平面反射鏡或曲面反射鏡，一個鏡場單元中的若干個反射鏡8呈扇形形狀排列。當(dāng)并網(wǎng)發(fā)電，設(shè)置東、西鏡場反射鏡的反射時段錯開量時，可參考電網(wǎng)的并網(wǎng)時間點要求。本實用新型與普通鏡場單一區(qū)域分布不同的是本實用新型鏡場被劃分為一對區(qū)域，即分為東鏡場和西鏡場兩個區(qū)域，鏡場數(shù)量也可根據(jù)實際陽光及地理等條件情況設(shè)置為多對。東鏡場和西鏡場兩個區(qū)域的相互間隔及夾角、占地面積、形狀及鏡面?zhèn)€數(shù)根據(jù)發(fā)電功率、聚光塔位置、地理緯度及設(shè)備等情況具體設(shè)定。鏡場的分布根據(jù)當(dāng)?shù)氐娜焯栞椛涞姆茸兓笮?、陽光反射鏡的反射角與反射率之比來綜合設(shè)置。以正午時分為例，其中箭頭S表示方位為南向，太陽4設(shè)置于聚光塔I的正南面。本實用新型(圖4所示)聚光塔I的正北面鏡場被劃分為一對區(qū)域左側(cè)為西鏡場區(qū)3，右側(cè)為東鏡場區(qū)2，以及兩個鏡場間的距離W、兩個鏡場幾何中心對聚光塔I的夾角0。距離W及夾角e可根據(jù)反射鏡或曲面反射鏡性質(zhì)、數(shù)量及實際陽光輻照及地理等條件情況設(shè)置。如圖6所示角V為太陽4與正南方向的夾角。對于普通鏡場的單一區(qū)域而言，鏡面的發(fā)射率與COS 11/成正比，因此當(dāng)角11/為零時，絕大多數(shù)鏡的反射功率最大，同時也是光熱轉(zhuǎn)換總功率的唯一最大值；(如圖4、5、6所示)本實用新型中鏡場劃分為東、西兩個區(qū)域，光熱轉(zhuǎn)換時間內(nèi)各自有一個極大值，疊加后分別在V等于0到0/2之間和V等于0到-0 /2之間，即正午時間點的前后形成兩個相對極大值。因此對比形成了如圖5所示的光熱轉(zhuǎn)換峰值隨時間比較曲線圖橫坐標(biāo)X代表時間，其上的N點代表正午時分，縱坐標(biāo)Y代表光熱轉(zhuǎn)換總功率；曲線A普通鏡場的光熱轉(zhuǎn)換總功率隨時間變化曲線，曲線B本實用新型鏡場的光熱轉(zhuǎn)換總功率隨時間變化曲線，Pl為曲線A的唯一光熱轉(zhuǎn)換總功率最大值，P2和P3為曲線B光熱轉(zhuǎn)換總功率的兩個相對極大值?？煽闯鲭p峰值交單峰值有較大的均勻度，發(fā)電的有效期及總效率可有效提聞。
權(quán)利要求1.分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場，其特征在于，該光熱鏡場包括分布于北部區(qū)域的鏡場和分布于南部區(qū)域的聚光塔，鏡場包括東鏡場和西鏡場，東鏡場位于聚光塔的東北方向，西鏡場位于聚光塔的西北方向；或者光熱鏡場包括分布于南部區(qū)域的鏡場和分布于北部區(qū)域的聚光塔，鏡場包括東鏡場和西鏡場，東鏡場位于聚光塔的東南方向，西鏡場位于聚光塔的西南方向；所述東鏡場和西鏡場均包括若干個反射鏡，東鏡場和西鏡場中的大部分反射鏡的反射時段錯開設(shè)置，鏡場在一天的光照時間內(nèi)形成兩個或多個反射高峰，以使得聚光塔一天內(nèi)形成兩個或多個光熱轉(zhuǎn)換高峰來延長熱量利用時間。
2.如權(quán)利要求I所述的分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場，其特征在于，所述東鏡場和西鏡場以經(jīng)過所述聚光塔的南北軸線為對稱線，對稱分布在該南北軸線的兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場，其特征在于，所述東鏡場包括若干個東鏡場單元，所述西鏡場包括若干個西鏡場單元，各個單元中均設(shè)置有若干個所述反射鏡，并且東鏡場單元和西鏡場單元成對對稱設(shè)置。
4.如權(quán)利要求3所述的分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場，其特征在于，所述反射鏡采用小角度反射模式。
5.如權(quán)利要求4所述的分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場，其特征在于，所述反射鏡為 平面反射鏡或曲面反射鏡。
6.如權(quán)利要求5所述的分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場,其特征在于，若干個所述反射鏡呈扇形形狀排列。
7.如權(quán)利要求2所述的分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場，其特征在于，所述東鏡場和西鏡場同時共用一個所述聚光塔或由若干個聚光塔組成的陣列。
專利摘要本實用新型公開了一種分布式均衡發(fā)電太陽能光熱鏡場，包括分布于北部區(qū)域的鏡場和分布于南部區(qū)域的聚光塔，其中，鏡場包括東鏡場和西鏡場，東鏡場位于聚光塔的東北方向，西鏡場位于聚光塔的西北方向，東鏡場和西鏡場均包括若干個反射鏡，東鏡場和西鏡場中的大部分反射鏡的反射時段錯開設(shè)置，鏡場在一天的光照時間內(nèi)形成兩個或多個反射高峰，以使得聚光塔一天內(nèi)形成兩個或多個光熱轉(zhuǎn)換高峰來延長熱量利用時間。本實用新型通過對太陽反光鏡陣列分布的適當(dāng)設(shè)計、布局使發(fā)電量隨時間相對穩(wěn)定均勻，可以比較合理的將光熱轉(zhuǎn)換峰值適當(dāng)降低并延長熱量利用時間，使熱發(fā)電機組工作時間隨之延長、發(fā)電量均勻，并且免去了一定數(shù)量的儲熱設(shè)備。
文檔編號F24J2/10GK202581856SQ20122012868
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者薛黎明, 劉伯昂 申請人:中海陽新能源電力股份有限公司